检索结果-内蒙古大学图书馆

岩石力学与工程学报 2005年第A1期24卷 4843-4848页

作者：朱浮声张德海东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110004 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

用梁-颗粒模型BPM^2D对卵形头和平头动能弹贯穿混凝土平靶的过程进行数值模拟，给出贯穿过程中混凝土内部速度场的变化情况及混凝土的破坏区域。梁-颗粒模型BPM^2D是在离散元法基础上，结合有限元法开发的二维数值计算模型。在模型中用... 详细信息

用梁-颗粒模型BPM^2D对卵形头和平头动能弹贯穿混凝土平靶的过程进行数值模拟，给出贯穿过程中混凝土内部速度场的变化情况及混凝土的破坏区域。梁-颗粒模型BPM^2D是在离散元法基础上，结合有限元法开发的二维数值计算模型。在模型中用3种类型粱单元形成混凝土数值试样，每种类型梁单元的力学性质均按Weibull分布随机赋值以模拟混凝土细观结构的非均匀性，同时梁单元的强度随应变率不同而变化。基于计算结果，分析了弹头部形状对贯穿过程的影响。卵形头弹的贯穿过程是一种刺穿性模式，而平头弹是挤凿性模式。贯穿同样的靶板，平头弹的能耗高于卵形头弹，残余速度小。通过将卵形头弹的计算结果与试验数据相比较，表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题。

关键词：数值模拟混凝土贯穿弹头部形状梁-颗粒模型

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动能弹侵彻素混凝土板的数值模拟

引用

力学与实践 2006年第3期28卷 60-63页

作者：朱浮声张德海王凤池沈阳建筑大学土木工程学院

用二维梁-颗粒模型BPM2D(Beam-Particle Model in Two Dimensions)模拟了刚性弹体侵彻和贯穿素混凝土板的过程．梁-颗粒模型BPM2D是在离散元法基础上,结合有限元法开发的二维数值计算模型．在模型中用三种类型梁单元形成混凝土数值试样... 详细信息

用二维梁-颗粒模型BPM2D(Beam-Particle Model in Two Dimensions)模拟了刚性弹体侵彻和贯穿素混凝土板的过程．梁-颗粒模型BPM2D是在离散元法基础上,结合有限元法开发的二维数值计算模型．在模型中用三种类型梁单元形成混凝土数值试样．每种类型梁单元的力学性质均按韦布尔(Weibull)分布随机赋值以模拟混凝土细观结构的非均匀性,同时梁单元的强度随应变率不同而变化．利用此模型分析了弹体侵彻下混凝土板的破坏过程,并给出不同弹体初始速度条件下各时刻混凝土和弹体内部速度场．通过将计算结果与实验数据及LS—DYNA程序模拟结果相比较,表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题．

关键词：混凝土数值模拟侵彻脆性材料梁-颗粒模型速度场

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混凝土动态破坏过程的数值模拟研究

混凝土动态破坏过程的数值模拟研究

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作者：毛苏毅沈阳建筑大学

学位级别：硕士

冲击荷载作用下混凝土的力学特性的研究在民用建筑及军事设施深层次防护问题上具重要的有意义。但目前受试验设备的限制，对混凝土在强冲击载荷下力学特性的研究，特别是研究混凝土在高应变率下的破坏过程的试验资料很少，开展数值模拟... 详细信息

冲击荷载作用下混凝土的力学特性的研究在民用建筑及军事设施深层次防护问题上具重要的有意义。但目前受试验设备的限制，对混凝土在强冲击载荷下力学特性的研究，特别是研究混凝土在高应变率下的破坏过程的试验资料很少，开展数值模拟是探索混凝土在高应变率下力学特性的一种有效途径。\n 本文从混凝土材料的细观结构入手，采用梁－颗粒模型来模拟混凝土在单轴冲击荷载作用下的破坏过程。在细观梁单元参数(弹性模量、强度、泊松比)的确定和断裂本构方程的选择上，引入了应变率效应和损伤效应，用模拟混凝土在单轴静态压缩荷载下破坏过程的程序有效、准确地模拟混凝土在动荷载下的破坏过程。针对上述情况，本文主要的工作如下：\n 1.建立了冲击荷载作用下颗粒单元和梁单元的弹性模量、强度、泊松比等微、细观力学性质与介质宏观力学性质之间的对应关系。\n 2.实现了考虑应变率效应和损伤效应的混凝土细观模型在冲击荷载作用下内部微裂纹的萌生、扩展、贯通直至宏观破坏的模拟过程。数值模拟的结果显示了动荷载作用下混凝土的破坏过程实际是混凝土内部损伤累积和加剧的过程，相比较于静荷载作用下，破坏形态明显不同。裂纹发展的无序性、不完全性以及混凝土强度迅速丧失是高应变率下混凝土破坏的主要特征。\n 3.通过已有的试验数据对比了三种不同应变率（87s-1,194s-1,260s-1）下的破坏过程，证明了模拟结果和试验结果吻合较好。\n 4.研编了数值模拟程序，实现了对混凝土在不同的应变率下的破坏过程图形演示。\n 数值仿真可以直观地显示不易观测到的一些现象，容易为人理解和分析，和试验相比，其费用显得很小，并且数值模拟软件是可以进行拷贝移植、重复利用；数值仿真本身就可以看作是一种试验，有效于解释试验中发生的一些断裂现象，为改善试验设计提供力学基础。

关键词：冲击荷载数值模拟梁-颗粒模型混凝土动态破坏混凝土防护混凝土内部损伤累积

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混凝土破坏过程的数值模拟研究

混凝土破坏过程的数值模拟研究

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作者：杨顺存河海大学

学位级别：硕士

混凝土是一种复杂的多相非均质材料。对混凝土材料的力学性质及破坏过程的研究对于结构工程、地下工程以及采矿工程等都有重要的意义。有关混凝土力学特性的力学模型都是基于混凝土材料的宏观层次研究其力学特性，其主要特点是把材料理... 详细信息

混凝土是一种复杂的多相非均质材料。对混凝土材料的力学性质及破坏过程的研究对于结构工程、地下工程以及采矿工程等都有重要的意义。有关混凝土力学特性的力学模型都是基于混凝土材料的宏观层次研究其力学特性，其主要特点是把材料理想化为均质材料进行研究，把实验室尺度下力学试验的结果作为材料的力学参数，以此为基础进行更大尺度宏观结构的力学响应分析。实验室的实验结果，往往也代表一定尺寸非均匀性结构材料的平均力学响应。这种简化对于研究混凝土工程结构及进行稳定性的数值分析是非常必要的，但是却难于研究混凝土材料在外荷载作用下裂纹萌生、扩展及贯通而导致的由细观层次到宏观层次的损伤和断裂过程。目前，国际上对于混凝土材料力学性能的研究已经开始从经典的宏观尺度转向更细微的细观尺度，建立了一些用于混凝土断裂过程模拟的数值模型。但是，这些模型还不是很完善。而在国内，这个方面的研究较少。本文从混凝土材料的细观结构入手，建立了混凝土的梁-颗粒数值模型，对混凝土的破坏过程进行了数值模拟。为了反映材料的非均匀性，本文假设混凝土是由砂浆基质、粗骨料及粘结界面组成的三相复合材料。用两种颗粒单元(分散颗粒单元和基体颗粒单元)和三种梁单元(分散梁单元、基体梁单元及界面梁单元)来模拟混凝土的力学性质。在数值模拟时，通过对不同单元赋以满足Weibull分布的力学参数即可在数值上对混凝土这一典型非均质材料进行表征。本文建立了混凝土的梁-颗粒数值模型，并利用该模型进行了混凝土在单轴压缩和拉伸载荷作用下，混凝土从微裂纹的萌生、扩展、贯通直到宏观裂纹产生导致破坏的全过程的数值模拟，探讨了混凝土材料细观结构对其宏观力学行为的影响；利用该数值模型，模拟了钢弹以一定的初始速率垂直侵彻混凝土圆板的动态过程，对计算结果进行了动画显示，并分析了不同钢弹初始速率对混凝土圆板破坏形式的影响。从而验证了该模型模拟混凝土破坏过程的可靠性和有效性，为进一步研究应用该数值模型奠定了基础。总结了近年来国内国际上研究相对成熟和完善的几种混凝土细观数值模型并进行了比较，以期望能对混凝土数值模拟研究的同行们有所帮助。

关键词：混凝土梁-颗粒模型断裂过程细观数值模拟单轴压缩单轴拉伸侵彻

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砂岩类脆性无序介质连续破坏过程的细观模拟

引用

地质力学学报 1998年第3期4卷 28-35页

作者：邢纪波俞良群王泳嘉烟台大学土木工程系东北大学资源及土木工程学院

为了分析砂岩类无序介质在各种荷载作用下的连续破坏过程，本文提出了梁－颗粒细观模型。在此模型中，介质被离散为一系列的颗粒单元，这些颗粒单元均由弹脆性的梁单元联结。颗粒的力学行为由离散单元法和有限单元法确定。当某个梁单元... 详细信息

为了分析砂岩类无序介质在各种荷载作用下的连续破坏过程，本文提出了梁－颗粒细观模型。在此模型中，介质被离散为一系列的颗粒单元，这些颗粒单元均由弹脆性的梁单元联结。颗粒的力学行为由离散单元法和有限单元法确定。当某个梁单元所受应力超过其强度时，就随即将它从计算网络中剔除，以模拟介质的破坏行为。为了验证数值模型的可靠性，分别从破坏模式和荷载－位移曲线两方面与物理模型实验进行了对比，结果表明两者基本一致。此外，探讨了无序性对介质裂纹分布形式的影响，并用分维表述了裂纹分布与荷载强度之间的内在联系。

关键词：梁-颗粒模型岩石力学无序介质砂岩连续破坏过程细观结构分维数值模型

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冲击荷载下混凝土破坏过程的数值模拟

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2008年第3期24卷 389-392页

作者：张德海毛苏毅沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110001

目的探究冲击荷载作用下混凝土内部真实的破坏机理以及在不同应变率下混凝土强度随应变率的变化规律.方法基于离散单元法,采用细观二维梁-颗粒模型BPM(Beam-Particle Mode in Two Dimensions)模拟了三种不同应变率下混凝土材料的动态响... 详细信息

目的探究冲击荷载作用下混凝土内部真实的破坏机理以及在不同应变率下混凝土强度随应变率的变化规律.方法基于离散单元法,采用细观二维梁-颗粒模型BPM(Beam-Particle Mode in Two Dimensions)模拟了三种不同应变率下混凝土材料的动态响应.结果从混凝土破坏图形可以看出,冲击荷载下混凝土的破坏过程实际上是混凝土内部的原生裂纹的激发、扩展、贯通直至整体结构的破坏.从混凝土应力-应变曲线可以看出,混凝土是率敏感性材料,其峰值应力和应变均随应变率的提高而增大.结论模拟结果和试验结果在达到峰值应力前的曲线基本吻合,说明梁-颗粒模型可以用来模拟混凝土在冲击荷载下的动态破坏,其结果是可靠和准确的.

关键词：混凝土破坏冲击荷载梁-颗粒模型细观尺度数值模拟

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分层岩土介质爆炸效应的三维仿真模拟

分层岩土介质爆炸效应的三维仿真模拟

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第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议

作者：刘瑞朝刘军何翔总参工程兵科研三所河海大学岩土工程研究所

分层岩土介质的爆炸效应是一个复杂的动力学问题,运用离散元框架内的三维梁-颗粒模型模拟分层岩土介质的爆炸效应。把介质用颗粒单元离散化,在相邻颗粒间添加梁,这样研究对象就成为一个由颗粒单元与梁网络形成的复合结构。梁的作用是使... 详细信息

分层岩土介质的爆炸效应是一个复杂的动力学问题,运用离散元框架内的三维梁-颗粒模型模拟分层岩土介质的爆炸效应。把介质用颗粒单元离散化,在相邻颗粒间添加梁,这样研究对象就成为一个由颗粒单元与梁网络形成的复合结构。梁的作用是使颗粒的集合体具有与初始对象近似的强度性质。用离散元法描述颗粒单元的运动,并通过相邻颗粒间的相对位移计算梁的变形,根据梁的强度准则判别梁是否存在;裂纹的产生及碎块的形成通过梁的消失来体现。然后采用矩阵位移法计算梁的受力,并反作用于对应的颗粒单元上。模拟结果表明,梁-颗粒模型可以克服以连续介质力学为基础的有限元等数值方法对于模拟大变形时的局限性,可以逼真地体现爆炸载荷下裂纹的生成、扩展以及碎块的形成及飞离母体等大运动特征,且模拟结果与试验结果基本一致,该方法可用于爆炸效应数值模拟,是一种有效的手段。

关键词：数值分析分层岩土介质离散元梁-颗粒模型爆炸效应

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弹头形状对混凝土贯穿过程影响的数值模拟

弹头形状对混凝土贯穿过程影响的数值模拟

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第九届全国岩石动力学学术会议

作者：朱浮声张德海东北大学资源与土木工程学院东北大学资源与土木工程学院

用梁-颗粒模型BPM2D对卵形头和平头动能弹贯穿混凝土平靶的过程进行数值模拟,给出贯穿过程中混凝土内部速度场的变化情况及混凝土的破坏区域。梁-颗粒模型BPM2D是在离散元法基础上,结合有限元法开发的二维数值计算模型。在模型中用3种... 详细信息

用梁-颗粒模型BPM2D对卵形头和平头动能弹贯穿混凝土平靶的过程进行数值模拟,给出贯穿过程中混凝土内部速度场的变化情况及混凝土的破坏区域。梁-颗粒模型BPM2D是在离散元法基础上,结合有限元法开发的二维数值计算模型。在模型中用3种类型梁单元形成混凝土数值试样,每种类型梁单元的力学性质均按Weibull 分布随机赋值以模拟混凝土细观结构的非均匀性,同时梁单元的强度随应变率不同而变化。基于计算结果,分析了弹头部形状对贯穿过程的影响。卵形头弹的贯穿过程是一种刺穿性模式,而平头弹是挤凿性模式。贯穿同样的靶板,平头弹的能耗高于卵形头弹,残余速度小。通过将卵形头弹的计算结果与试验数据相比较。表明梁一颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题。

关键词：数值模拟混凝土贯穿弹头部形状梁-颗粒模型

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